用碳素弹簧钢丝和点焊技术制备高强度弹簧钢丝网制造技术

本发明专利技术属于碳素弹簧高强度钢丝制造领域，提供了用碳素弹簧钢丝和点焊技术制备高强度弹簧钢丝网，将多根/多排/多股高强度的碳素弹簧钢丝纵横双向交叉布置成网格，通过点焊机控制程序，将交接点处经预热

【技术实现步骤摘要】
用碳素弹簧钢丝和点焊技术制备高强度弹簧钢丝网


[0001]本专利技术属于碳素弹簧高强度钢丝制造领域，特别涉及高碳高强度弹簧钢丝网及其点焊制备。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]碳素高强度弹簧钢丝网常用于提高混凝土的抗裂性能，是以碳素弹簧钢丝为原料，采用特殊的电阻焊工艺焊接为网状结构而成的钢丝网。
[0004]碳素高强度弹簧钢丝网抗拉强度高，远超过普通钢丝的抗拉强度，同时其点焊接头的抗剪切力高达2000N以上。但是，碳素弹簧钢丝含碳量高，点焊时点焊接头的冷却速度快，使得点焊熔核淬硬倾向大，容易开裂，脆性大，脱焊率高，剪切力低。
[0005]由于高强度弹簧钢丝网优异的性能，因此，在土木、建筑工程、交通、市政建设、电力坝基、防洪设备、边坡加固、崩塌防护等领域得到推广和应用。
[0006]例如：专利CN1966903A公开了一种混凝土用高强度钢丝网的制作方法，将碳素弹簧钢丝在200℃～300℃进行预热；接着在0.04秒～0.2秒时间内用电阻焊法焊接成整体，焊接温度为1400℃～1600℃；焊后在温度为500℃～700℃下、保温0.3秒～2秒时间进行回火处理。
[0007]论文《高碳钢细钢丝的吸氧护碳焊接原理》公开了用吸氧护碳法焊接高碳钢细钢丝的技术。用这种方法焊接的钢丝，经过翻丝，两次绞丝和其他工艺过程的拉伸，以及弯曲和扭绞考验，电缆成品所能承受的拉断强度超过了标准要求，使用效果良好。但该方法为使用银钎料的钎焊，银为贵金属，难以大量推广应用，另外，钎焊接头的强度也偏低。
[0008]实际工作中，专利技术人发现：上述方法制备的高强度弹簧钢丝网仍存在抗剪力不足，脱焊率较高的问题。

技术实现思路

[0009]为了解决上述问题，本专利技术提供一种碳素高强度弹簧钢丝网的焊接方法。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]本专利技术的第一个方面，提供了一种用碳素弹簧钢丝和点焊技术制备高强度弹簧钢丝网的方法，包括：
[0012]对碳素弹簧钢丝交接点先进行预热，再进行点焊，焊接完成后，进行回火处理，即得；
[0013]所述点焊过程中，在碳素弹簧钢丝点焊接头部位加入钛铁粉末，并向点焊区域输入氧气。
[0014]在一些实施方式中，所述回火为二次回火。
[0015]为了降低脱焊率，本申请尝试通氧的方式来降低熔池的含碳量，但实验中发现：随着含碳量的下降，碳素弹簧钢丝网的力学强度也出现了下降。为此，本专利技术系统研究了不同方法对脱焊率和力学强度的影响，经过实验摸索，提出了向点焊区域输送氧气的同时，加入钛铁的方案，达到了点焊过程中，脱碳、固碳的平衡，不仅有效地降低点焊接头的脱焊率，碳素弹簧钢网的抗剪力和韧性也得到明显提升。
[0016]本专利技术的第二个方面，提供了上述方法制备的碳素高强度弹簧钢丝网。
[0017]本专利技术的第三个方面，提供了上述的碳素高强度弹簧钢丝网在土木、建筑工程中的应用。
[0018]本专利技术的有益效果
[0019](1)本专利技术通过向点焊区域输送氧气降低点焊熔核的含碳量，并加入钛铁，用强碳化物形成元素Ti固定熔核中的碳，降低淬硬倾向，改善碳素弹簧钢丝的焊接性能，降低点焊接头的脱焊率，碳素弹簧钢丝网的抗剪力也明显提升。
[0020](2)本专利技术在碳素弹簧钢钢丝点焊接头部位加入钛铁，点焊时熔池中的C与Ti反应，形成弥散分布的TiC，减少了点焊熔核中网状分布的渗碳体Fe3C含量，提高点焊接头强度的同时，改善了点焊接头的韧性、塑性和抗裂性能，降低了脱焊率。
[0021](3)本专利技术通过对碳素弹簧钢丝点焊接头的二次回火，减少网状分布的碳化物，改善组织，提高接头的韧塑性，降低脱焊率。
[0022](4)本专利技术制备方法简单、实用性强，易于推广。
附图说明
[0023]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示例性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0024]图1为本专利技术实施例1焊接的碳素弹簧钢网实物图。
[0025]图2为采用本专利技术的方法焊接的碳素弹簧钢网。
[0026]图3为焊点抗剪切力试样用夹具及试样示意图，其中，1.夹具、2.纵向钢丝、3.横向钢丝、4.焊点。
具体实施方式
[0027]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0028]本专利技术提供了混凝土用高强度弹簧钢丝网的一种制作方法：将多根/多排/多股高强度的碳素弹簧钢丝纵横双向交叉布置成网格，通过点焊机控制程序，将交接点处经预热
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焊接
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一次回火
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二次回火的工艺过程焊接成整体。
[0029]点焊部位采用刷涂或喷涂方式涂覆有机粘接剂，然后通过常用的送粉机构向涂覆上粘接剂的钢丝点焊部位输送钛铁粉末，粉末被钢丝上的粘接剂粘附一层，其厚度为150微米
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300微米。点焊过程中，有机粘接剂在预热到200℃左右时分解。点焊时，所加粉末熔入点焊形成的熔池，由于Ti是强碳化物形成元素，Ti和熔池中的碳反应形成弥散分布的碳化钛TiC，起到固定碳C的作用，从而降低了渗碳体Fe3C的含量，消除了沿着晶界网状分布的Fe3C，
提高了点焊熔核的韧性、塑性和抗裂性能，降低了脱焊率。TiC的形成也提高了焊点的硬度和强度，提高了点焊接头的抗剪力。因此，在一些实施例中，所述钛铁为粉末状，其化学成分为：Ti大于75％，C不大于0.1％，Si不大于0.5％，P不大于0.01％，S不大于0.03％，Al不大于3.0％，Mn不大于1.0％，Cu不大于0.2％，以质量分数计。
[0030]在一些实施例中，钛铁粉末的粒度为150微米
‑
300微米。
[0031]研究发现：通过向点焊区域输入氧气(12L/min
‑
15L/min)，熔池表面的碳通过反应Fe3C+O2→
Fe+CO被氧化成CO，从熔池逸出，降低了熔池表面的含碳量，熔池在点焊电磁力等的作用下剧烈运动，使熔池内部的金属运动到熔池表面，其所含碳又被氧化、脱碳。另一方面，随着点焊熔池温度的升高，熔池中的氧含量亦提高，熔池内部产生氧化反应：C+O2→
CO，碳被烧损；Fe3C+O2→
Fe+CO，熔池脱碳。上述熔池内部和表面的冶金反应降低了熔池的含碳量，使得冷却后的熔核含碳量降低，减少了熔核中的渗碳体Fe3C含量，组织得到改善，提高了点焊接头的韧性、塑性和抗裂性能。因此，在一些实施例中，采用两个呈180
°
的喷嘴向待点焊的交接点输送氧气；
[0032]钢加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用碳素弹簧钢丝和点焊技术制备高强度弹簧钢丝网的方法，其特征在于，包括：对碳素弹簧钢丝交接点先进行预热，再进行点焊，焊接完成后，进行回火处理，即得；所述点焊过程中，在高碳钢点焊接头区域加入钛铁粉末，并向点焊区域输入氧气。2.如权利要求1所述的用碳素弹簧钢丝和点焊技术制备高强度弹簧钢丝网的方法，其特征在于，所述回火处理为两次回火处理。3.如权利要求1所述的用碳素弹簧钢丝和点焊技术制备高强度弹簧钢丝网的方法，其特征在于，所述钛铁为粉末状，其化学成分为：Ti大于75％，C不大于0.1％，Si不大于0.5％，P不大于0.01％，S不大于0.03％，Al不大于3.0％，Mn不大于1.0％，Cu不大于0.2％，以质量分数计；钛铁粉末的粒度为150微米
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300微米。4.如权利要求1所述的用碳素弹簧钢丝和点焊技术制备高强度弹簧钢丝网的方法，其特征在于，采用两个呈180
°
的喷嘴向待点焊的交接点输入氧气；或，所述氧气的流量为12L/min
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15L/min。5.如权利要求1所述的用碳素弹簧钢丝和点焊技术制备高强度弹簧钢丝网的方法，其特征在于，将碳素弹簧钢丝预热至200℃
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300℃；或，预热电流为0.5kA

【专利技术属性】
技术研发人员：朱苏东，孙俊生，
申请(专利权)人：泰安众科建材有限公司，
类型：发明
国别省市：